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GAP-43是神经组织特异性表达的蛋白。最初认为GAP-43只表达于成熟神经元,与神经发育、轴突再生、突触重建密切相关,是神经发育和再生的一个内在决定因子。现研究发现GAP-43在增殖的神经前体细胞就有表达,在神经前体细胞中如不表达则神经发生会被抑制；还发现GAP-43在神经发生的非对称分裂过程中起作用。这些证据表明GAP-43参与了神经分化过程。在哺乳动物神经发生过程中,神经前体细胞细胞周期延长,尤其是G1期延长。神经前体细胞G1期延长可以促进其由增殖转向分化。但是,尚不知道这种细胞周期延长机制是否与GAP-43有关。为此,本研究将外源GAP-43基因转入NH3T3细胞中,通过免疫组化、Western blot、MTT、累积BrdU标记和脉冲式BrdU标记(PLMlabelling)等方法,比较转基因组和对照组的细胞周期动力学,以探讨GAP-43对细胞周期的影响。研究结果如下:
1.成功构建了过表达GAP-43的细胞模型。
免疫组化和Western blot都显示,转基因组细胞GAP-43表达阳性,对照组GAP-43表达阴性。转基因组细胞形状扁平、不规则,突起增多；对照组细胞基本都是NIH3T3细胞本身具有的典型双极形态。
2.过表达GAP-43的细胞生长减慢。
采用MTT法描绘转基因组和对照组细胞的生长曲线,发现转基因组比对照组细胞生长更慢。对此,需要进一步确定细胞生长变慢是细胞周期延长还是增殖比例降低所造成。
3.过表达GAP-43细胞的细胞周期延长。
应用累积BrdU标记法测定细胞动力学,显示转基因组与对照组相比细胞周期延长,而增殖比例并没有降低。表明GAP-43可能通过延长细胞周期而使细胞生长变慢。
4.GAP-43延长细胞周期的机制可能是通过延长G1期。
通过脉冲式BrdU标记(PLM labelling)法测定G2/M期,显示转基因组和对照组相比G2/M期没有差异。结果可以间接表明转基因组细胞周期延长是通过延长G1期起作用的。
综上所述,GAP-43有延长细胞周期、尤其是延长G1期的作用。根据细胞周期延长在神经发生过程中作用的假说,本研究结论是:GAP-43可以促进神经发生,其机制可能与延长细胞周期、尤其是延长G1期有关。